Aus der Wirtschaft

Wärmeversorgung

Unsinnige gesetzliche Vorgaben behindern innovative Kaft-Wärme-Kopplung

Innovative KWK-Projekte könnten für die Wärmeversorgung von Dörfern interessant sein. Hohe Hürden erschweren aber die Umsetzung, zeigt ein Beispiel aus Bad Reichenhall.

Die Bundesregierung will innovative Projekte zur Kraft-Wärme-Kopplung (iKWK) voranbringen. Dazu hat der Gesetzgeber bereits im Jahr 2017 im KWK-Gesetz eine eigene Ausschreibung zur iKWK geschaffen. Darin wird die KWK-Förderung von Anlagen zwischen 1 und 10 MW vergeben. Dabei sind 50 MW pro Jahr für innovative KWK-Systeme (sogenannte iKWK) reserviert. Dafür laufen zwei Ausschreibungs-Runden, jeweils im Juni und Dezember. Die iKWK darf mit einem maximalen Aufschlag von 12 Cent/kWh angeboten werden, deutlich mehr als die Grenze von 7 Cent/kWh bei konventionellen KWK-Systemen. Im Juni 2018 endete die erste iKWK-Ausschreibungsrunde. Ein Projekt in Bad Reichenhall erhielt den Zuschlag.

„Bisher betrieben die Stadtwerke Bad Reichenhall lediglich Erdgas- und Stromnetze. Ein Wärmenetz war im zukünftigen iKWK-Gebiet nicht vorhanden“, berichtet Dr. Stefanie Reil, Leiterin Projektentwicklung beim Ingenieurbüro Gammel Engineering aus Abensberg. Bis dato benötigte Wärme wurde hingegen dezentral mit Heizöl und Erdgas bereitgestellt. Damit unterscheidet sich das Projekt völlig von den anderen Teilnehmern am Ausschreibeverfahren.

BHKW mit Fernwärmenetz

Bad Reichenhall wollte den Bau eines Fernwärmenetzes und die Entwicklung eines neuen Geschäftsfeldes verknüpfen. Ziel sollte es sein, mit diesem zukunftsfähigen Konzept die Bindung der Stadtwerke zu den Bürgern langfristig zu sichern. Auf Grundlage gemeinsamer Beratungen zwischen den Stadtwerken und Gammel Engineering wurde beschlossen, dass die Ingenieure aus Abensberg ein Fernwärmenetz nebst iKWK-System mit folgenden Komponenten entwickeln: ein Erdgas-BHKW (6,7 MW elektrisch, 6,3 MW), eine Grundwasser-Wärmepumpe (2 x 1,5 MW thermisch), eine Power-to-Heat-Anlage (2,5 MW thermisch) und drei thermische Speicher zur Optimierung des Anlagenbetriebs (zusammen 750 m³) sowie Gaskessel für die Redundanzhaltung und Spitzenlast-Deckung (10 MW thermisch).

Grundwasserwärmepumpe zur Wärmeerzeugung

Da die regionalen Rahmenbedingungen weder genügend Flächen für Solarthermie noch relevante tiefengeothermische Möglichkeiten boten, kommt in Bad Reichenhall als innovativer erneuerbarer Erzeuger eine Grundwasserwärmepumpe zum Einsatz. Diese ist redundant ausgeführt (2 x 1.500 kW Heizleistung) und benötigt eine Grundwasserentnahme von ca. 45 l/s. „Damit diesbezügliche Risiken minimiert werden konnten, wurden bereits vor Gebotsabgabe für die Ausschreibung Scoping-Termine mit den Genehmigungsbehörden sowie dem Wasserwirtschaftsamt durchgeführt“, sagt Reil. Um den effizienten Betrieb der verschiedenen Komponenten zu gewährleisten, wird eine moderne Energiezentrale realisiert. Sie entsteht nicht als Neubau, sondern ist in einer existierenden Bustiefgarage integriert. „Deshalb sind mit Ausnahme des Wärmespeichers die Hauptkomponenten der iKWK-Anlage unterirdisch untergebracht“, erklärt sie.Die Realisierungs-Planung für die Energiezentrale wurde im Februar, die für das Fernwärmenetz im Juli 2019 nach Ausschreibungen an Gammel Engineering vergeben. Inzwischen sind bereits die ersten Kilometer Fernwärmetrasse verlegt, die Planungen für die Energiezentrale gehen dem Ende entgegen. Die Inbetriebnahme des Gesamtsystems ist schließlich für Juni 2021 geplant. Die Stadtwerke Bad Reichenhall haben daher bereits mit der Vermarktung der so genannten „Saalachwärme“ begonnen; erste Wärmeliefervorverträge mit Kunden sind ebenfalls bereits abgeschlossen. Die Zielmarke in der ersten Ausbaustufe ist eine jährliche Wärmeabnahme von 32.000 MWh.

GEG behindert Abwärmenutzung

Allerdings stehen die Ziele zur nachhaltigen CO₂-Einsparung immer noch nicht mit den gesetzlichen Vorgaben im Einklang. Ungenutzte Abwärme findet sich beispielsweise nicht in der Auflistung des GEG (Gebäudeenergiegesetz). „Hier spielt es auch keine Rolle, ob sie prozessbedingt nicht vermieden werden kann und seit Jahren ungenutzt an die Umwelt abgegeben wird. Sie darf aber aufgrund der fehlenden Auflistung nicht vom innovativen erneuerbaren Wärmeerzeuger genutzt werden“, kritisiert Reil.

In Bad Reichenhall wäre jedoch Abwärme aus der Saline auf einem Temperaturniveau von 35 °C verfügbar. Diese wird – wegen der regulatorischen Rahmenbedingungen für iKWK – aktuell ungenutzt in die Saalach geleitet. Dabei könnte die Abwärme als Wärmequelle für die Wärmepumpe dienen. Stattdessen muss in Bad Reichenhall Grundwasser mit deutlich niedrigeren Temperaturen für die Wärmepumpe genutzt werden. „Das macht einen zweistufigen WP-Prozess nötig mit deutlich schlechterer Energieeffizienz und damit höherem Strombedarf. Beim aktuellen Strommix hat dies 38 % mehr CO2-Emissionen zur Folge, über das Jahr gesehen entspricht dies 320 t“, rechnet die Leiterin Projektentwicklung vor. Dies steht nicht nur dem Ziel der Dekarbonisierung des Wärmemarktes entgegen, sondern verschlechtert auch die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems immens. Auch die Auflage, dass bei einer geothermischen Nutzung die Brunnenanlage und damit auch die Bohrung fabrikneu sein müssen, verschärft das nochmals. Zudem verhindert diese Regelung die Möglichkeit, für geringfügig höhere Kosten eine Brunnenbohrung direkt größer dimensioniert auszuführen, um so das Potential für eine zweite iKWK-Anlage zu schaffen. Stattdessen wird bei einer Erweiterung eine zweite Bohrung notwendig.

Weitere Umsetzungsprobleme

Diese Einschränkungen erschweren nicht nur das Projekt in Bad Reichenhall sondern auch die Umsetzung ähnlicher Anlagenkonzepte. Dabei liegen die Probleme oft im Detail. So wird etwa darüber diskutiert, wie weit eine Abluftöffnung von der Ansaugöffnung für eine Luft-Wärmepumpe entfernt sein darf, damit die Abwärme als „Umweltwärme“ der iKWK-Anlage zugerechnet werden darf. Eine weitere Regelung besagt: Wird der Mindest-Anteil des innovativen erneuerbaren Wärmeerzeugers von 30 Prozent an der Referenzwärme unterschritten, wird in diesem Jahr auch die erlaubte Zahl von 3.500 Volllastbenutzungsstunden abgeschmolzen. Das wiederum macht eine Überdimensionierung von Komponenten zwingend notwendig. Dann müssen beispielsweise zusätzliche Redundanzen für mögliche Ausfallzeiten einer Wärmepumpe geschaffen werden. Das gilt folglich genauso für Jahre mit geringerem Solarthermie-Ertrag. Ohne diese Kapazitätserweiterung ist eine verlässliche Wirtschaftlichkeitsprognose schlichtweg unmöglich. Reils Fazit: „Dies alles dürften Gründe sein, warum die weiteren Ausschreibungsrunden für iKWK-Systeme bis zum Dezember 2019 deutlich unterzeichnet waren.“

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